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Sonnensystem: Als die Meere vom Himmel fielen

Neue Entdeckungen befeuern die Debatte über die Herkunft des Wassers auf der Erde: Stammt es überwiegend von Kometen, von Asteroiden - oder von ganz anderen Himmelskörpern?
Planetesimale bombardieren ErdeLaden...

Blickt man von der Küste auf das offene Meer hinaus, scheint es, als sei es schon immer da gewesen. Aber das ist keineswegs der Fall. Sein Wasser, die Regentropfen, die Feuchtigkeit der Luft, jeder Schluck aus einem Becher – das alles stammt aus einer Zeit, als die Ozeane buchstäblich vom Himmel fielen.

Das gesamte Wasser unseres Sonnensystems lässt sich bis zu der ursprünglichen Materiewolke aus Gas und Staub ­zurückverfolgen, aus der vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren die Sonne und ihre Planeten entstanden. Sie war reich an Wasserstoff und Sauerstoff, den beiden chemischen Be­standteilen von Wasser (H2O). Das überrascht nicht, ist doch Wasserstoff das häufigste und Sauerstoff das dritthäufigste Element im Kosmos – auf Platz 2 steht das Edelgas Helium. Die Sonne und die großen Gasplaneten, die vor den Gesteins­planeten entstanden, nahmen das meiste Gas der Wolke auf. Ein großer Teil des übrigen Sauerstoffs verband sich mit anderen Elementen wie Kohlenstoff und Magnesium. Trotzdem reichte die restliche Menge an Wasserstoff und Sauerstoff aus, um im Sonnensystem erheblich mehr Wasser als Gestein zu produzieren.

Allerdings widerspricht das unseren Beobachtungen: Die Erde und ihre Nachbarn Mars und Venus sowie Merkur ­bestehen überwiegend aus Gestein. Ihr verhältnismäßig ­geringer Wasseranteil folgt daraus, wo und auf welche Art und Weise sie entstanden sind. Als die Materiewolke, aus der das Sonnensystem hervorging, kollabierte, verformte sie sich durch die Drehimpulserhaltung zunächst zu einer flachen, rotierenden so genannten protoplanetaren Scheibe. Nach heutigen Erkenntnissen bildeten sich in ihr die Gesteins­planeten Schritt für Schritt, indem kleinere Objekte zusammenstießen und zu größeren verschmolzen: Aus mikro­skopisch kleinen Staubkörnchen entwickelten sich Steine, diese wuchsen weiter zu Felsbrocken und schließlich zu kilometergroßen Planetenbausteinen, den Planetesimalen. Die heutigen Asteroiden und Kometen entstanden aus übrig gebliebenen Planetesimalen ...

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  • Quellen

Altwegg, K. et al.: 67P/Churyumov-Gerasimenko, a Jupiter Family Comet with a High D/H Ratio. In: Science 347, 1261952, 2015

Bardley, J. P. et al.: Detection of Solar Wind-Produced Water in Irradiated Rims on Silicate Minerals. In: Proceedings of the National Academy of Sciences USA 111, S. 1732 - 1735, 2014

Hsieh, H.  H. et al.: A Population of Comets in the Main Asteroid Belt. In: Science, 312, S. 561 - 563, 2006

Mottl, M.  J. et al.: Water and Astrobiology. In: Chemie der Erde 67, S. 253 - 282, 2007